黄河水院地下管线信息化建设探索

张营营，胡亚朋

（黄河水利职业技术学院，开封 475004）

黄河水院地下管线信息化建设探索

张营营1，胡亚朋2

（黄河水利职业技术学院，开封 475004）

建立地下管线数据库和信息管理系统，可对地下管线实现信息化管理。分析了黄河水院地下管线信息化建设的现状和需求，设计了地下管线信息化管理系统的总体框架，探讨了系统管线的查询、管线统计、数据输出、管线编辑、数据管理等功能。

黄河水院；地下管线；信息化建设；建设现状；建设需求；系统框架；系统功能

0 引言

地下管线是黄河水利职业技术学院（简称黄河水院）的重要基础设施之一，也是学校的“生命线”，担负着校区能源供应、传输和信息交换等任务，是学校物质流与信息流的综合载体［1］。随着学校的不断发展、建设规模的扩大，以及信息化、现代化建设的增强，地下管线的规模也在不断扩大。随之而来的是地下管线方面的问题也越来越多。如，施工破坏地下管线造成的停水、停气、停电以及通信中断事故；由于排水管道排水不畅引发的道路积水现象，等等。因此，了解和掌握地下管线的现状，对地下管线实现信息化动态管理，对学校的规划设计、管理和建设都具有重要意义。

1 信息化建设的现状与需求

1．1 信息化建设的现状

1．1．1 国内信息化建设的现状

自1996年起，城市地下管线普查相继在全国各地展开。普查机构采用物理探测、现代测绘、计算机与网络技术以及地理信息系统技术进行普查，在此基础上，国家建立起地下管线数据库和信息管理系统，有力地促进了地下管线信息化技术的进步与发展，形成了地下管线探测和数据采集、处理与建库及同步开发信息管理系统的整体解决方案［2］。同时，信息系统开发构建技术有了进一步提高，基于GIS的信息系统开发技术已日臻成熟［3］。基于GIS的管线信息系统实现了各种管线信息数据和地形信息的综合管理，可针对不同用户开发出相应的管理功能，并实现网络化，充分发挥现实管线数据信息资源的功能，实现城市地下管线的数据处理、信息检索、查询统计、空间分析与辅助设计、信息输出等技术的综合应用，以达到规范化、科学化管理的目的。同时，奠定资源共享的基础，为城市规划、建设、管理，以及实施突发事故的应急反应和制定救援预案提供可靠的决策依据。

1．1．2 黄河水院信息化现状

经过多年的信息化建设，学校完成了校园骨干网络建设，完成了部分应用系统建设。这些信息化建设项目在学校取得了较好的应用效果，也为学校进一步的信息化建设提供了良好的环境。但由于其地下管线数据资料不全、陈旧，基本建设还没有实现信息化，不能为工程开挖提供良好的现状资料，有时还会造成积水、爆管等事故，给广大师生员工的日常教学和生活造成很大的不便。

1．2 需求分析

1．2．1 标准化需求

地下管线信息化建设要求严格遵守国家、行业和高校的相关标准和规范，通过标准化促进系统的开放性。标准化包含多方面的内容，主要有数据标准化、管理标准化、应用操作标准化等。整个系统的开发，硬件、软件的配置也应尽可能做到统一化和标准化。

1．2．2 数据管理需求

数据是地下管线信息化管理系统的 “血液”，其现势性是支撑系统生命力的重要因素。黄河水院建有地下管线数据资源中心建设和管理数据库，全面负责地下管线数据的收集、整理、标准化、入库，动态更新资料的入库，数据库的日常管理和维护等工作。1．2．3 数据共享需求

业务系统之间数据不能共享，会给各部门协作业务的处理带来困难。当某些数据需要跨部门使用时，若通过手工传递或电子邮件等方式传递，将无法满足各部门及时获取信息的需求，同时也无法进行跨业务部门的业务流程系统建设。因此，需要建立数据共享机制及规范，以实现校园数据的共建共享、协同发展。

2 黄河水院地下管线信息化管理系统总体设计

2．1 设计思路

地下管线信息化管理系统应坚持以人为本、面向服务的原则，实现信息互通、数据共享，能够提供及时、准确、高效、随时随地的学校管线信息化服务，提供满足跨部门的业务管理、面向全校用户便捷的信息服务。相关职能部门应贯彻“管理化＋服务化”的思路，借助该系统，促进学校实现由传统的以管理为核心向以服务为核心转变。

2．2 总体框架

黄河水院地下管线信息化系统的总体框架如图1所示。

3 黄河水院地下管线信息化系统建设

3．1 系统概述

图1 黄河水院地下管线信息化模型总体框架Fig.1 Underground utilities informatization model general framework of Yellow River Conservancy Technical Institute

地下管线信息化系统即数字化平台，是统一的数据资源与交换应用服务平台，也是对各种结构化数据进行统一管理的平台。它是实现数据共享，提供深层次数据挖掘、数据分析的重要基础［4］。

通过数字化平台的建设应达到以下目标：（1）以学校信息化数据标准为基础，建立学校的数据中心平台，实现异构信息系统之间的数据交换和共享，明确业务系统与数据中心平台的接口规范。（2）保证数据的准确一致，做到“谁产生、谁维护”。（3）建立可以为整个学校提供综合查询和决策咨询所需的数据信息，为学校的决策积累分析数据。（4）为后续建设开发各种应用系统的通用数据库平台，保证新的系统建立在数据中心平台上时，不会产生新的分散数据。

3．2 系统功能

3．2．1 管线查询

（1）属性查询。实现查询地下管线数据的详细属性信息（包括管线类型、材质、管径、建设时间、所在位置、管点属性以及管线与管点之间的拓扑关系等）功能。属性查询有坐标查询和空间查询2种方法。坐标查询是根据输入的坐标位置查询相关的管线信息。空间查询又包括按线查询、圆形查询、矩形查询、多边形查询等方式。按线查询是在地图中任意绘制线段，设置缓冲范围，对该范围内的数据进行查询。查询结果包括该范围内的管线统计、附属物统计，统计结果可以生成图表，也可以生成实地三维图。圆形查询、矩形查询、多边形查询是根据用户绘制的相应形状选择区域查询要素信息。这些属性查询结果会以EXCEL表格形式自动输出到用户指定位置。同时，该功能模块还支持报表打印、图上标注，对某条记录进行图上定位闪烁等功能。

（2）条件查询。条件查询包括项目条件下查询、单位条件查询和道路条件查询3种。项目条件查询是根据选择的项目区域查询要素信息确定的。单位条件查询是根据选择的单位条件查询要素信息。道路条件查询是按道路名称查询相关管线。用户输入道路名称，系统查询到与输入关键字相关的所有道路，选择某条道路并设定缓冲范围，系统将查询出该范围内的所有管线。各种查询结果都能够以EXCEL表格形式输出到用户指定位置。同时，该功能模块还支持报表打印、图上标注，对某条记录进行图上定位闪烁等功能。

3．2．2 管线统计

管线统计分为空间统计、全范围统计、管线附属设计统计、专题查询统计和单位统计5种。（1）空间统计。对选择的区域进行管线要素信息的统计，主要统计不同类型管线的长度及不同类型管点的数目。统计结果可以以报表、直方图、饼图等统计图表形式查看，也可以EXCEL表格或图片形式导出，输出到用户指定位置。（2）全范围统计。对数据库中所有管线数据进行统计。分别统计出不同类别管线的长度、管点的数目。统计结果为列表或图表形式。（3）管线附属设施统计。统计各类管线附属设施，如阀门、检修井、消火栓等。（4）专题查询统计。包括图幅统计、道路统计、兴趣点统计，统计结果均以报表、直方图、饼图等形式呈现。统计报表可以EXCEL表格形式导出，统计图表可以图片形式导出，导出位置由用户指定。图幅统计是对选择的图幅进行各种要素的统计，主要统计不同类型管线的长度及不同类型管点的数目。道路统计是按用户指定的道路名称及道路缓冲范围统计该指定道路范围内的管线信息。项目统计是按项目名称查询与该项目的相关管线信息。用户输入项目名称进行查询，选择某条查询结果，即可统计出该项目范围内不同类别管线的长度及不同类别管点的数目。按兴趣点统计是按单位名称查询该单位一定缓冲区范围内的相关管线信息。用户输入单位名称进行查询，选择某条查询结果，给定缓冲范围，即可统计出该项目范围内不同类别管线的长度及不同类别管点的数目。（5）单位统计。单位统计包括按项目信息统计和按权属单位统计2种。按项目信息统计是根据项目信息统计不同项目中的管点、管线的更新信息。按权属单位统计是统计各权属单位所管辖的管点、管线信息。3．2．3 数据输出

（1）专题图输出。系统支持符合制图标准的各种规格专题图的输出，还支持矢量图和影像图叠加输出。专题图可添加图面修饰，包括图形裁剪，图框建立，指北针、图例、标题、标注添加，专题图大小设置，图形旋转等。（2）图片输出。以图片文件格式输出当前视图内的地图。（3）空间范围输出。空间范围输出包括：在当前地图中选择输出道路并设置缓冲范围后输出，在当前地图中任意绘制多边形范围输出，在当前地图中选中某一区域的图形输出，将全库范围的数据输出，根据当前调图范围输出。（4）专题范围输出。可以按工程范围、图幅范围输出，也可根据设置的输出对象输出。

3．2．4 管线编辑

系统具有对管线点和管线属性结构的修改功能，可以对管线或管线点要素进行新增、修改、删除等各种图形及属性的编辑。如果对排水管线数据进行了修改，需将修改结果同步更新到排水专业管线数据库中。

3．2．5 数据管理

（1）数据库连接。提供对数据库连接管理。（2）历史数据浏览。在当前数据窗体内，显示任意时间点的数据。通过该功能，可以对比同一位置不同时间点的地下管线数据情况。（3）恢复现势数据。将任意时间段的历史数据恢复到现实库中，使其成为现实数据。（4）业务数据备份。业务数据是指用于支撑系统正常运行的各类表格数据。因此，为保证系统正常运行，必须经常备份业务数据库，以备数据库损坏时还原使用。（5）业务数据恢复。对备份后的业务数据进行恢复，以保证地下综合管线管理信息系统的正常运行。（6）图形数据备份。为保证地下综合管线数据库的正常运转及安全使用，必须经常备份空间数据库，以备地下管线数据损坏时将其还原，以供使用。（7）图形数据恢复。将事先备份好的地下综合管线数据恢复到现状地下综合管线数据库中。（8）图形数据库恢复。将事先备份好的地下综合管线数据恢复到现状地下综合管线数据库中。

4 结语

加强地下管线管理正成为全球性的趋势。我国目前也正在进行地下管线现状普查，采集地下管线的空间数据及其公共属性数据，建立地下管线数字化信息管理系统，通过补测等手段对地下管线数字化信息管理系统进行动态管理［5］。通过地下管线数字化信息平台的建设，可以实现异构信息系统之间的数据交换和共享，并保证数据的准确一致，建立能够为整个学校提供综合查询和决策咨询所需的数据信息库，这对于学校制订科学的发展规划具有举足轻重的意义。

［1］ 俄广志．天津市地下管线地理信息系统设计与实现［D］．山东：山东大学，2012．

［2］ 赵俊兰．邬伦．校园地下管线综合信息管理系统的研究与开发［J］．测绘科学，2007（5）：117－120．

［3］ 李淑敏．李丛．三亚市地下管线勘察与GIS信息化建设方法探究［J］．山西建筑，2017，43（7）：218－219．

［4］ 赵俊兰．邬伦．校园地下管线综合信息管理系统的研究与开发［J］．测绘科学，2007（5）：117－120．

［5］ 余立刚．城市地下管线数字化管理建设浅析［J］．江西建材，2017（20）：270－271．

TU990.3

B

10．13681／j．cnki．cn41－1282／tv．2017．04．012

2017-07-11

黄河水利职业技术学院一般软科学项目：黄河水院地下管线数字化信息模型建设研究（2016RKX005）

张营营（1983-），女，河南确山人，讲师，硕士，从事工程建设专业的教学和研究工作。

[责任编辑 胡修池]